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三菱电机:功率器件市场到2016年再创新高

字号+ 作者:新闻小编 来源:未知 2019-08-15 10:59 我要评论( )

:三菱电机日前在参加2014年PCIM亚洲展时,估计功率器件市场在整体经历了2012年的业绩下滑后,市场正在逐渐恢复并升温......

  三菱电机日前在参加2014年PCIM亚洲展时,估计功率器件市场在整体经历了2012年的业绩下滑后,市场正在逐渐恢复并升温,预计到2016年,整体业绩可以回复到2011年的历史高峰。

  为了满足市场需要,三菱电机功率半导体制作所总工程师佐藤克己先生表示,三菱电机持续每年投入产品研发,降低产品的重量、尺寸和损耗,最终实现提升性能和降低成本。现时集中发展第7代IGBT模块、混合碳化硅产品、工业用DIPIPMTM、以及新的IPM系列。

  三菱电机大中国区半导体市场总监钱宇峰先生表示,在中国政府2014年推行的治污染促消费政策下,受益行业包括保障性安居工程、铁路、信息技术、新能源、节能设备以及城市基础设施项目。三菱电机功率器件会在轨道牵引、变频家电、电动汽车、太阳能风能发电和机器人等工控自动化领域中,有长足的发展。

  白色家电和传统工业为主

  对于三菱电机功率模块来说,钱宇峰指出,在中国市场最主要是白色家电和传统工业。特别是在变频空调领域,目前三菱电机的DIPIPMTM产品在中国市场份额接近60%。佐藤克己指出,这个采用压铸模技术生产的小型DIPIPMTM智能功率模块,已经成为行业标准。

  钱宇峰续称,变频空调在2013年的变频率达到30%,2014年仍有5%的递增,同时随着2013年6月节能惠民政策正式推出,以及10月变频空调新能效标准的实施,变频率将逐年递增,其DIPIPMTM的需求也会相应提升。

  在传统工业领域中,三菱电机的DIPIPMTM,以小型化、集成化、高性价比在市场竞争中胜出,主要用于通用变频器、伺服、数控等马达驱动和运动控制领域,同时随着中国的经济结构调整,小功率产品的应用,特别是机器人和工厂自动化产品可能每年都有30%,甚至50%的提升。

  在高端变频器和伺服驱动器应用上,佐藤克己指出,将推出G系列IPM,进一步提高了产品集成度。内置自举电路、限流电阻和限流二极管,将三相逆变桥用的六个开关器件集成到小封装里,进一步简化了外围电路,并可通过管脚输出线性电压值,以实时监控模块温度。

  电力牵引市场前景秀丽

  作为大功率电力牵引领域,钱宇峰表示,三菱电机HVIGBT产品通过了IRIS的认证,其高可靠性已经得到业界公认,被众多轨道交通生产厂家广泛采用。

  最近二至三年内中国政府仍然将维持每年7千亿元的投入来发展大铁路项目,包括高铁、和谐号货车、客货两运车等,再加上地方政府每年投入3千亿元建造地铁,整个牵引市场的投入近1万亿元,其中约1300亿元用于采购和更新机车,所以市场前景保持乐观。

  针对动车市场,佐藤克己称将发展S系列和X系列的HVIGBT,采用新一代的IGBT芯片技术,功耗降低20%,并同时采用混合型产品,功耗进一步降低至30%,若将来采用正在开发的IGBT全碳化硅产品,可降低70%功耗。

  在工业应用上,DIPIPMTM有两大新产品,第一个是第6代超小型产品,采用第7代IGBT芯片,跟老芯片相比,在同样的导通电压下,电流可以提升20%。第二个是针对工业市场的小型DIPIPMTM,绝缘耐压为2500V,集成了IGBT和续流二极管等最主要的器件,在内部IC上设置了温度传感器,并输出正比于温度的线性电压,使用更安全。

  新能源市场审慎

  在新能源领域,三菱电机持乐观谨慎态度。钱宇峰解释,政府希望引导太阳能市场从集中式大型电站慢慢向分布式小型电站发展,因此在年初制定了今年14GW的装机容量目标,但半年过后效果不理想,估计最后目标会回归到2013年的10GW水平,市场将以大型电站(单台1MW)分布式安装为主;同时配合推出三电平的方案,以提高发电效率,作为今后太阳能光伏发电技术发展的前端产品。

  佐藤克己称,在太阳能应用上,产品将在小型化低功耗器件中,引入混合碳化硅产品。针对兆瓦级的风能或太阳能发电,将有两个系列产品,绝缘耐压值不同,1700V以下使用New-MPD,3300V以上采用HVIGBT。此外,还有适合三电平逆变器用的新型四合一IGBT模块,特别适合太阳能发电,能实现很高的转换效率。

  至于风电,钱宇峰指出目前厂家更多的研发已经从陆上风电转向了海上风电,容量将从3兆瓦到6兆瓦,以HVIGBT三电平方案为主,估计未来五年总的市场容量将在500兆瓦至1GW,但和陆上风电每年13GW到高峰期的17GW是不可同日而语的,因此市场潜力有限。

  在电动汽车方面,钱宇峰续称,据发改委的数据,在2015年将有50万台,到2020年达到500万台的辆,虽然目前的业绩离此目标还很远,但是相信其市场潜能是巨大的。

  佐藤克己指出,为了实现超高品质车载级模块,三菱电机严格控制IGBT加工工序,保留可以追溯的档案,可以找出不良产品。现时日系所有混合动力车,基本使用三菱电机的模块,可以说是为行业树立了一个标准。

  他续称,针对电动汽车市场,三菱电机推出了J1系列专用IGBT模块。这是个六合一的IGBT模块,采用了第7代IGBT芯片。这个产品采用针脚(Pin-fin)型铝散热器,方便和水冷系统结合,比以前铜散热器轻;同时也采用了直接主端子绑定(DLB)技术,使键合线寿命提高了3倍;同时产品重量降低了30%,损耗也相应降低了。

  芯片越来越薄

  展望未来发展方向,佐藤克己指出,一是芯片薄,能降低功耗;二是封装散热性好,包括能承受更高的温度或提升电流密度,以拓展产品覆盖面;三是集成度高,如嵌入驱动电路,以提高使用可靠性。三菱电机将把以上三者有机结合起来,根据不同的应用领域,开发不同的新产品。

  对于今年推介的第7代IGBT模块,采用更薄的IGBT芯片,功耗降低了约15%-20%。模块分NX(通用)系列和STD(标准)系列两种封装,取消了绝缘基板,提高了散热性,使产品变得更轻,效率提升了35%。三菱电机更在产品上预涂导热材料(TIM),简化了客户的生产工序。NX系列的分针型管脚或焊接管脚。为了降低反复开关造成的噪音,三菱电机增强了通过栅极电阻调节dv/dt的可控性。

  佐藤克己指出,三菱电机的第7代IGBT芯片,其单位面积电流密度指数绝对值是最高的。为降低电流密度增加后的负面因素,三菱电机生产IPM产品时,把驱动和控制集成,更能发挥第7代IGBT的性能。第8代IGBT芯片将仍朝晶圆超薄化,和加工工艺的技术提升方向发展,不仅提升晶圆性能,同时达到降低损耗的效果。

  在谈到三菱电机仍采用8英寸而不是12英寸IGBT晶圆时,佐藤克己称,现时12英寸的晶圆,还没有稳定高压IGBT基板供应,反观8英寸的基板供货稳定,价格低很多,所以8英寸仍是市场主流。

  在封装技术上,佐藤克己指出,采用压合封装技术,客户可以直接把元件置于基板上,不需要锡焊,工艺、品质、成本控制都会提升。在新产品中,提供针型管脚或焊接管脚两种,还视乎厂家需要,制造不同尺寸的产品。

  碳化硅产品功耗更低

  整体来说,佐藤克己表示,三菱电机已开始引入混合碳化硅产品,即IGBT芯片用传统的单晶硅,续流二极管用碳化硅,恢复特性特别好,开关频率高,节能效果更好。在30kHz的应用条件下,混合碳化硅产品的功耗可以降低50%,适合应用在医疗设备,如核磁共振和CT彩超等应用中。

  在全碳化硅产品的研发上,因为比单晶硅的价钱贵好几倍,只能针对如日本新干线这种对产品要求极高,同时愿意承担费用的客户设计。在研发混合碳化硅产品时,三菱电机会把价格控制在同等电流等级单晶硅产品的两倍以内。

  为加快开发产品应用方案,钱宇峰说,三菱电机与大学合作,由来自三菱电机日本的工程师和中国的应用工程师一起开发解决方案。解决方案的技术资源是公开的,透过解决方案,客户可以迅速导入基于新型模块的硬件设计和开发。

  最后,三菱电机大中国区半导体总经理四个所大亮表示,为了增强客户支持的力度,三菱电机已于去年成立了总部位于上海的大中国区三菱电机半导体运行架构,将原来的销售和代理机构进行了精简和重组。秉承三菱电机ChangesfortheBetter的口号,我们相信新的运行架构,必将更好服务中国市场,更快助力中国电力电子产业的发展。

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